特許 6393410 放球装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6393410

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】放球装置

(51)【国際特許分類】

   G01W 1/08 20060101AFI20180910BHJP

   B64F 1/14 20060101ALI20180910BHJP

【ＦＩ】

   G01W1/08 E

   B64F1/14

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-511795(P2017-511795)

(86)(22)【出願日】2016年1月19日

(86)【国際出願番号】JP2016000240

(87)【国際公開番号】WO2017125963

(87)【国際公開日】20170727

【審査請求日】2017年2月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000244110

【氏名又は名称】明星電気株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】393019115

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩエアロスペース・エンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100087398

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 勝文

(74)【代理人】

【識別番号】100128783

【弁理士】

【氏名又は名称】井出 真

(74)【代理人】

【識別番号】100128473

【弁理士】

【氏名又は名称】須澤 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100160886

【弁理士】

【氏名又は名称】久松 洋輔

(74)【代理人】

【識別番号】100180699

【弁理士】

【氏名又は名称】成瀬 渓

(72)【発明者】

【氏名】清水 健作

(72)【発明者】

【氏名】大池 八十美

(72)【発明者】

【氏名】森崎 浩武

(72)【発明者】

【氏名】名出 智彦

【審査官】 田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／０００９４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０３８７２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｗ １／００−１／１８

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マトリックス状に配置され、気球をそれぞれ収容する複数の収容部を有する収容ユニットと、前記収容ユニットを収容するコンテナと、を備える放球装置であって、
前記各収容部は、上方に開口して前記気球を放球する開口部を有し、
前記コンテナは、前記コンテナの外部に前記気球を放球する放球口部を有し、
前記放球口部は、前記収容ユニットよりも上方に位置し、全ての前記開口部は、平面視で前記放球口部内に位置することを特徴とする放球装置。

【請求項2】

請求項１に記載の放球装置において、
前記放球口部から前記収容ユニットの外側に向かってひかれた網を備える
ことを特徴とする放球装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の放球装置において、
前記複数の収容部は、各々が独立して設置可能であり、前記各収容部は、前記開口部を閉塞する蓋と、前記蓋を開閉する開閉機構とを備える
ことを特徴とする放球装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載の放球装置において、
前記コンテナは、隔壁により区切られる放球室と準備室とを備え、
前記隔壁の下部には、前記放球室と前記準備室とを連通させる連通開口部が設けられ、
前記放球室の天面部には、前記放球口部が形成され、
前記放球装置は、
前記連通開口部を通って前記放球室と前記準備室とに亘って延びるレールと、
前記収容ユニットを保持する保持部材と、
前記保持部材を前記レールに沿って移動させる移動機構とを備える
ことを特徴とする放球装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気象観測用の気球を無人で自動的に放球する放球装置に関する。

【背景技術】

【0002】

高層気象の観測方法として、ラジオゾンデが吊り下げられた観測用の気球を飛ばし、ラジオゾンデによって上空で気温や風向等を観測する方法が知られる。該方法では、上空にあるラジオゾンデから観測情報を無線で送信し、観測情報を地上の受信機にて受信する。

【0003】

本出願人は、観測用の気球を無人で自動的に放球する放球装置を開発している（例えば特許文献１）。従来の放球装置では、気球を保持するカートリッジが、回転テーブルの周方向に均等に設置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６―３８７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の放球装置では、カートリッジの数を増やすためには回転テーブルの直径を大きくする必要がある。従来の放球装置では、回転テーブルの直径を大きくすると、回転テーブルの中心部分のデッドスペースが増大し、装置が大型化してしまう。

【0006】

本発明は、観測用の気球を収容する収容部を多く設ける際に装置の大型化を抑制できる放球装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の放球装置は、マトリックス状に配置され、気球をそれぞれ収容する複数の収容部を有する収容ユニットと、前記収容ユニットを収容するコンテナと、を備える。前記各収容部は、上方に開口して前記気球を放球する開口部を有し、前記コンテナは、前記コンテナの外部に前記気球を放球する放球口部を有する。前記放球口部は、前記収容ユニットよりも上方に位置し、全ての前記開口部は、平面視で前記放球口部内に位置する。

【0008】

本発明では、収容部をマトリックス状に配置するので、収容部を多く設けてもデッドスペースが生じることを抑制でき、放球装置の大型化を抑制できる。

【0010】

本発明では、いずれの収容部からも放球できる。そのため、収容部を放球地点へ移動させる場合に必要となる高い機械精度を本発明では不要にできる。

【0011】

本発明の放球装置では、前記放球口部から前記収容ユニットの外側に向かってひかれた網を備えてもよい。

【0012】

収容部が設置される空間の内壁が濡れると、気球が膨らむ途中で該内壁に当接した際に気球が該内壁に張り付く等の不具合が生じるおそれがある。本発明の放球装置では、収容部側から放球口部側へ至る気球の浮上経路を取り囲むように、気球との接触面積が小さい網を張る。そのため、気球が該内壁に張り付く等の不具合の発生を防止できる。

【0013】

本発明の放球装置では、前記複数の収容部は、各々が独立して設置可能であり、前記各収容部は、前記開口部を閉塞する蓋と、前記蓋を開閉する開閉機構とを備えてもよい。

【0014】

気球が濡れると、気球が正常に膨らみ辛くなったり、気球が劣化したりするおそれがある。本発明では、キャニスタに蓋が付いているので、気球が濡れることによる悪影響の発生を防ぐことができる。

【0015】

本発明の放球装置では、前記コンテナは、隔壁により区切られる放球室と準備室とを備える。前記隔壁の下部には、前記放球室と前記準備室とを連通させる連通開口部が設けられており、前記放球室の天面部には、前記放球口部が形成されている。本発明の放球装置は、前記連通開口部を通って前記放球室と前記準備室とに亘って延びるレールと、前記収容ユニットを保持する保持部材と、前記保持部材を前記レールに沿って移動させる移動機構とを備えていてもよい。

【0016】

本発明では、収容ユニットを準備室に移動させ、準備室で各収容部の交換等、各収容部の保守管理を行うことができる。本発明では、コンテナ内を、放球専用の部屋（放球室）と、収容部の保守管理用の部屋（準備室）とに分けるので、作業員による作業性を良好にできる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】放球装置の内部を示す斜視図である。

【図2】放球装置を図１とは反対の視点から見た斜視図である。

【図3】キャニスタモジュールの斜視図である。

【図4】放球装置の制御に係る構成を示すブロック図である。

【図5】開閉機構を示す模式図である。

【図6】キャニスタの内部を示す模式図である。

【図7】キャニスタモジュールを移動させる機構を模式的に示す側面図である。

【図8】放球室に対するキャニスタモジュールの大きさを模式的に示す平面図である。

【図9】気球がキャニスタから切り離された様子を示す模式図である

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、放球装置１の内部を示す斜視図である。
放球装置１は、ロープ２３によりラジオゾンデ２２が吊り下げられた観測用の気球２１を無人で自動的に飛ばし、ラジオゾンデ２２が上空で取得した気温や風向等の観測情報を受信する。

【0019】

放球装置１には、海上輸送用のコンテナ３が用いられる。コンテナ３は、隔壁３１により内部が放球室３２と準備室３３とに区切られる。放球室３２と準備室３３とは、隔壁３１の下部に設けられた開口部３１１（連通開口部）を介して連通する。隔壁３１には、開口部３１１を開閉するドア３１２がある。

【0020】

放球室３２には、気球２１を放球するキャニスタモジュール４が設置される。
コンテナ３の天面部３４において、放球室３２側には屋根材がなく、放球室３２の上部に放球口部３２１が形成される。放球口部３２１は、スライド屋根３２３に閉塞される。

【0021】

放球口部３２１の内側から、キャニスタモジュール４の外側に向かって繊維製の網５１がひかれる。網５１は、放球室３２の各内壁３２２を覆うように筒状に設置される。網５１の上端部は、放球口部３２１の内側に設けられるレール５２に吊るされる。レール５２は、環状かつ平面視矩形である。

【0022】

網５１の下端部は、キャニスタモジュール４の外側に設けられるレール５３に繋がれる。レール５３は、環状かつ平面視矩形である。レール５３は、キャニスタモジュール４に取り付けられる。レール５３は、キャニスタモジュール４を囲むように設けられてもよい。

【0023】

図２は、図１の視点と反対の視点から放球装置１を見た斜視図である。
コンテナ３の長手方向の各側壁３５の上部には、スライド屋根３２３をコンテナ３の長手方向に案内するレール３５１がある。スライド屋根３２３は、駆動機構３６（図４）により駆動される。スライド屋根３２３は、放球口部３２１を閉塞する図２の閉位置と、準備室３３の天面部３３１を覆う開位置との間を移動する。側壁３５には、作業員が準備室３３に入退室するためのドア３５２がある。

【0024】

図３は、キャニスタモジュール４の斜視図である。
キャニスタモジュール４は、キャニスタ４１（収容部）、フレーム４２（保持部材）、およびパレット４３（保持部材）を備える。キャニスタ４１は、箱状であり、複数ある。キャニスタ４１は、気球２１、および気球２１にロープ２３を介して接続するラジオゾンデ２２を収容する。キャニスタ４１は、４列×８行に配列され、マトリックス状に並ぶ。マトリックス状とは、キャニスタ４１が縦横に格子状に規則正しく並ぶ状態を指す。

【0025】

キャニスタ４１は、上方に開口する開口部４１１を備える。キャニスタ４１は、開口部４１１を開閉する蓋４１２を備える。キャニスタ４１の下面には、ガスノズル４１３が設けられる。ガスノズル４１３には、気球に充填する水素が送られる。

【0026】

フレーム４２は、パレット４３上に設置される。フレーム４２には、４列×８行の開口部４２１がある。キャニスタ４１は、開口部４２１に嵌められ、フレーム４２に対して取り外し可能に取り付けられる。フレーム４２は、全キャニスタ４１をパレット４３の上方に浮いた状態で一体的に保持する。複数のキャニスタ４１を一体的に保持する保持部材は、フレーム４２およびパレット４３を含んで構成される。パレット４３には、開閉シリンダ４３１および空圧弁４３２がキャニスタ４１毎に設けられる。開閉シリンダ４３１は、蓋４１２を駆動する。空圧弁４３２は、ガスノズル４１３に接続し、気球２１への水素の供給および供給停止を行う。

【0027】

図４は、放球装置１の制御に係る構成を示すブロック図である。
準備室３３には、ＰＬＣ３３２(Programmable Logic Controller)、受信機３３３、ＰＣ３３４(Personal Computer)、および水素タンク３３５が設置される。ＰＬＣ３３１は、駆動機構３６を介してスライド屋根３２３を駆動する。ＰＬＣ３３１は、開閉シリンダ４３１によってキャニスタ４１内にある開閉機構４１５を駆動し、これによりキャニスタ４１の蓋４１２を開閉する（図５参照）。水素タンク３３５は、気球２１に送る水素を貯蔵し、空圧弁４３２に接続する。ＰＬＣ３３２は、空圧弁４３２を開閉することで、気球２１への水素の供給および供給停止を行う。

【0028】

図６は、キャニスタ４１の内部を示す模式図である。
気球２１は、萎んだ状態でキャニスタ４１内に収納される。気球２１の首部２１１には、接続部２１２が接続する。ロープ２３の一端は接続部２１２に接続し、他端はラジオゾンデ２２に接続する。キャニスタ４１内には、ガスノズル４１３に接続する引き抜き機構４１４がある。引き抜き機構４１４は、気球２１の接続部２１２に接続し、気球２１に水素を送る。引き抜き機構４１４は、気球２１が所定量の浮力を得ると、接続部２１２を切り離す。

【0029】

図７は、キャニスタモジュール４を移動させる構成を模式的に示す側面図である。
放球室３２と準備室３３とには、開口部３１１を通って放球室３２と準備室３３とに亘って延びるレール５が設けられる。キャニスタモジュール４は、レール５上を走行する台車６（移動機構）の上に設置される。台車６は、キャニスタモジュール４をレール５に沿って移動させる。作業員は、台車６を動かしてキャニスタモジュール４を放球室３２と準備室３３との間で移動させることができる。気球２１の大きさは、気球２１がキャニスタ４１に接続された状態で膨らむ際に、気球２１が放球口部３２１から放球室３２の外部に飛び出ない大きさである。

【0030】

図８は、放球室３２に対するキャニスタモジュール４の大きさを模式的に示す平面図である。
キャニスタモジュール４は、放球室３２の中央に設置される。平面視で放球口部３２１内にキャニスタ４１の全開口部４１１が位置する。キャニスタモジュール４と放球室３２の内壁３２２との間には十分な隙間がある。これにより、マトリックス状に並ぶキャニスタ４１の最外周に位置するキャニスタ４１が気球２１を膨らませる際に、気球２１が放球室３２の内壁３２２に接触して気球２１に大きな力が加わることを防止できる。

【0031】

以下、準備室３３内のＰＬＣ３３２による放球制御を説明する。
ＰＬＣ３３２は、例えば１日１回、定時に１個の気球を放球するように放球装置１を制御する。この際、ＰＬＣ３３２は、まず、駆動機構３６を駆動してスライド屋根３２３を開く。続いて、ＰＬＣ３３２は、開閉シリンダ４３１を駆動してキャニスタ４１の蓋４１２を開くとともに、空圧弁４３２を開いて気球２１に水素を充填する。気球２１は、キャニスタ４１の引き抜き機構４１４に接続された状態で、放球室３２内で膨らむ。気球２１が所定量の浮力を得ると、引き抜き機構４１４が作動し、気球２１を切り離す（図９）。

【0032】

これにより、気球２１は、ラジオゾンデ２２を吊り下げながらキャニスタ４１の上方へ浮き上がる。そして、気球２１は、放球室３２内から、放球口部３２１を介して放球室３２の外部へ放球される。気球２１は、上空で気温や風向等の観測情報を取得し、観測情報を準備室３３内の受信機３３３へ無線で送信する。ＰＬＣ３３２は、気球２１の放球後、駆動機構３６を駆動してスライド屋根３２３を閉じる。ＰＬＣ３３２は、次の日、再び定時に他のキャニスタ４１から上記と同様にして気球２１を放球する。

【0033】

本実施形態では、全てのキャニスタ４１が放球して空になるまで気球２１を放球でき、観測を継続できる。全てのキャニスタ４１が空になると、作業員が放球装置１に来て、網５１の下端部をレール５３から取り外す。その後、作業員は、キャニスタモジュール４を準備室３３に移動させる。そして、作業員は、各キャニスタ４１を、気球２１が設置された新しいキャニスタ４１に交換した後、キャニスタモジュール４を再び放球室３２に設置し、網５１の下端部をレール５３に繋ぐ。これにより、放球装置１は、再度、無人で自動的に観測を行うことができる。

【0034】

本実施形態の放球装置１は、以下の効果を奏することができる。
本実施形態では、キャニスタ４１をマトリックス状に配置するので、キャニスタ４１を多く設置しても、キャニスタモジュール４にデッドスペースが生じることを抑制できる。従って、本実施形態では、キャニスタモジュール４の大型化を抑制できるので、放球装置１の大型化を抑制できる。

【0035】

本実施形態では、それぞれ独立して設置できるキャニスタ４１を用いるので、キャニスタ４１の数を自由に変更できる。

【0036】

スライド屋根３２３が開く放球時には、雨や雪などが放球室３２に入ることがある。雨や雪で、放球しない他のキャニスタ４１の気球２１が濡れると、気球２１を膨らます際に悪影響を及ぼしたり、気球２１の劣化を生じさせたりするおそれがある。また、雨や雪で放球室３２の内壁２２３が濡れると、気球２１が膨らむ途中で内壁２２３に当接した際に気球２１が内壁２２３に張り付く等の不具合が生じるおそれがある。

【0037】

本実施形態では、キャニスタ４１に蓋４２が付いているので、気球２１が濡れることによる悪影響の発生を防ぐことができる。

【0038】

本実施形態では、気球２１との接触面積が小さい網５１を放球室３２の内壁３２２の内側に張り巡らすので、気球２１が内壁３２２に張り付くことを防止できる。

【0039】

本実施形態では、キャニスタモジュール４を台車６により準備室３３に運ぶことができ、準備室３３でキャニスタ４１の保守管理ができる。従って、本実施形態では、準備室３３を各種の観測に係る作業の場にでき、便利である。

【0040】

従来の放球装置は、背景技術にて説明した装置の大型化の他、以下の課題を有する。従来の放球装置では、気球を保持するカートリッジが、回転テーブルの周方向に均等に設置される。回転テーブルにおける各カートリッジの設置位置には、カートリッジの昇降機構がある。回転テーブルの上方には放球筒部が１か所ある。

【0041】

気球の放球時には、回転テーブルが１回、間欠的に駆動され、カートリッジが放球筒部の直下に送られる。昇降機構は、カートリッジを持ち上げて、カートリッジを放球筒部内に位置付ける。カートリッジが気球に水素を充填し、気球を切り離すことで、放球筒部の上部開口から気球が放球装置の外部へ放球される。昇降機構は、気球を放球したカートリッジを下げて再び回転テーブルの元の位置に戻す。放球装置は、次の放球時には、回転テーブルを１回、間欠的に駆動し、空となったカートリッジの隣のカートリッジを放球筒部の直下に位置付け、上記工程を再び繰り返す。

【0042】

従来の放球装置では、放球動作時に気球が放球筒部内に張り付いたりする等の不具合が生じ、気球が放球筒部内に留まってしまう場合がある。気球が放球筒部内に留まった状態では、次のカートリッジを放球筒部内に位置付けても、カートリッジに正常に放球させることができない。そのため、従来の放球装置では、放球動作に不具合が生じた場合、作業員が放球装置に来て不具合を解消するまで、次のカートリッジの放球動作を停止させていた。

【0043】

しかし、放球装置の設置場所によっては、不具合の発生時に作業員が来るまで数日かかる。そのため、従来の放球装置では、不具合の発生時に観測が長期間中断するおそれがある。また、従来の放球装置では、カートリッジを放球筒部の直下に正確に位置付ける必要があり、高い機械精度が必要である。

【0044】

本実施形態では、各キャニスタ４１から独立して気球２１を放球できるので、あるキャニスタ４１の放球時に不具合が生じても、他のキャニスタ４１から放球でき、観測の継続性を向上できる。

【0045】

本実施形態では、平面視で、放球室３２の放球口部３２１内に全てのキャニスタ４１の開口部４１１が位置するので、いずれのキャニスタ４１からも、各キャニスタ４１を設置場所に留めたまま放球できる。そのため、キャニスタ４１を放球地点へ移動させる場合に必要となる高い機械精度を、本実施形態では不要にできる。

【0046】

（変形例）
キャニスタ４１は、縦横に格子状（マトリクス状）に規則正しく並んでいればよく、本実施形態のように各列のキャニスタ４１の個数が同数である必要はない。例えば、図３のキャニスタモジュール４において、紙面右端の列のキャニスタ４１は、７個でもよく、本実施形態のように８個でなくてよい。

【0047】

本実施形態では、キャニスタ４１は、それぞれが別体として設けられていた。しかし、複数のキャニスタが一体として設けられ、隣り合うキャニスタ同士が隔壁を共有していてもよい。

【0048】

本実施形態では、収容部は、蓋４２が付いているキャニスタ４１であった。しかし、気球２１を収容しそれぞれが独立して放球できる収容部がマトリクス状に並んでいればよく、収容部に蓋４２が付いていなくてもよい。

【0049】

コンテナ３内は、隔壁により３つ以上に区切られてもよい。コンテナ３内は、隔壁により区切られていなくてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１…放球装置、３…コンテナ、５…レール、
６…台車（移動機構）、２１…気球、３１…隔壁、
３２…放球室、３３…準備室、３４…天面部、
４１…キャニスタ（収容部）、４２…フレーム（保持部材）、
４３…パレット（保持部材）、５１…網、
３１１…開口部（連通開口部）、３２１…放球口部、
４１１…開口部、４１２…蓋、４１５…開閉機構。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】